基于V2X的自動駕駛技術優化思路

文/郭冰

V2X（vehicle to everything）即車對外界的信息交換。車聯網通過整合全球定位系統（GPS）導航技術、車對車交流技術、無線通信及遠程感應技術奠定了新的汽車技術發展方向，實現了駕駛技術的提升。未來城市建設對各類技術的要去越來越高，交通發展也要求降低事故率，這都為V2X技術提供了應用空間。

1 V2X對自動駕駛技術發展的推動

1.1 短距離感知

自動駕駛技術，實際上是智能技術和傳統駕駛技術的融合，以V2X技術為核心，對車輛周邊的短距離感知，可提升交通安全性，避免事故。傳統駕駛模式下，機動車駕駛人的安全意識、注意力集中程度等影響著交通安全。V2X技術下，車輛能夠實時感知周邊環境，車輛周圍的其他機動車、人員信息等，可以實時被收集、傳遞，機動車內的控制系統則根據信息收集態勢做好速度調整、方向變化以及制動準備，當危險達到臨界值時，則做出應急處理。如行人突然闖入機動車道，機動車結合障礙信息發出剎車指令，提升自動駕駛安全性、規避風險。

1.2 遠距離感知

遠距離感知能力的基礎是全球定位系統（GPS）導航技術、無線通信及遠程感應技術等，這些技術可保證汽車收集來自有效通信范圍內的各類信息，提升自動駕駛的有效性。如車輛準備從A地趕往B地，期間需要經過1號、2號、3號等三個街區。衛星系統獲取了車輛信息、三個街區信息后，實時將相關交通堵塞以及事故等情況發送給車載通信系統，由車載通信系統進行信號轉化和讀取，自動控制系統可借此了解三個街區交通壓力，并為駕駛人提供建議，或者直接自動進行方向變更。

1.3 自動化信息處理

自動化信息處理，是V2X技術的特點之一，也是智慧交通、自動駕駛技術發展的一個重要支持。以車載控制系統為核心，實現對信息的辨識和處理，全過程無需人員參與或僅對人員工作存在少量需要。如針對障礙物進行的自動信息收集和剎車。通常情況下，車輛與車輛之間的交流借助感光、超聲設備進行，聲波、光波發出后，遭遇障礙后即會產生回波，聲波發生的一方，可憑借回撥的強度和時間，判斷與目標車輛之間的距離，并借助車載控制器分析距離是否安全。如距離已經過近、極近，則由車載系統下達剎車指令，避免兩車相撞。此過程中的大部分信息均是自動化處理的，安全性、反應速度等均十分理想。

2 基于V2X的自動駕駛技術優化思路

2.1 大范圍通信

V2X技術最早應用于2006年，服務于部分交通壓力較大的大城市，近年來隨著我國智慧城市、智慧交通建設速度持續加快，更多的城市開始引入V2X技術，未來自動駕駛技術的發展，也依然十分依賴V2X，這對通信活動的有效性提出了很高要求。值得注意的是，雖然當前大部分應用V2X技術的城市沒有出現信息不可讀取、信息失效、嚴重延遲等問題，但隨著私家車數目增加、城市通信壓力增加，未來是否會出現車載通信信道擁堵問題，仍是未知之數。建議各地加強通信能力，拓寬無線通信的信道，使其信息容量、信號強度得到增加，以模擬信號為主的情況下，還應在市區主干道、交通壓力較大的區域增加若干信號中繼站和放大器，使來自交通樞紐地帶的各類信號得到有效的純化、加強，能夠被車載系統有效吸收和讀取。值得注意的是，地區通信能力得到加強后，機動車自身也應做好信息收集和加工，進入接收范圍的信號，應在第一時間得到必要的二次降噪，提升可讀性。此外，車輛之間的通信也應設法優化，包括超聲提取、光信號捕捉等。

2.2 提升信號的覆蓋面

包括我國在內，目前大部分國家在應用V2X技術時，均強調市區內交通安全和自動駕駛，對郊外，尤其是交通壓力較小的區域，重視程度相對不足。建議在后續工作中，通過蛛網式通信系統，提升信號的覆蓋面，使自動駕駛技術的應用范圍和安全性得到優化。蛛網式通信系統，是指以城市通信中心設施為核心，逐層向外圍輻射，以5-8km為間隔，建立第一層次信號中繼站，對來自通信中心的信號進行初步加強，并繼續向周邊輻射，以10-20km為間隔，建立第二層次信號中繼站，該層次可接收來自通信中心設施的信息，也能夠接收來自第一層次信號中繼站、臨近第二層次信號中繼站的信息，對信號進行加強，繼續向四周發射。以此類推，直到各主要干線、高度公路等均覆蓋在信號中繼站的輻射范圍內。蛛網模式使通信有效性提升，V2X技術下的自動駕駛安全性也更加理想。

2.3 周邊技術的發展

周邊技術，是指與V2X技術、汽車技術相關的其他技術，如制動技術、超聲技術、車載天線接收和抗干擾技術、智能技術、可編程邏輯控制器技術等。這些技術是支撐自動駕駛發展的附加技術，也能進一步提升V2X的應用效果。如車載天線接收和抗干擾技術，當各地實現了蛛網式通信系統建設，也能進行大范圍通信后，信息傳遞的有效性似乎可以得到保障，但如果機動車車載天線接收能力不佳，無法準確捕捉和識別通信信號，自動駕駛依然面臨安全隱患。可在汽車制造過程中，給定明確的技術標準，確保其能夠接受各類通信信息。為保證戶外環境下的信號可讀性，還可以在車載通信系統中放置信號加強設備，對接受的信號進行提純，進一步發揮V2X技術優勢，推進自動駕駛技術發展。

3 總結

綜上，在V2X技術的支持下，自動駕駛技術取得了長足發展。V2X技術可實現短距離感知、長距離感知，也能對各類關鍵信息進行自動化處理，這是其能夠優化自動駕駛技術的關鍵。思路上看，以V2X技術為基礎，可進一步實現大范圍通信，并設法提升信號覆蓋面，通過綜合發展，推進自動駕駛更趨完善。